1.- DFINICIONS Una máquina es el conjunto de elementos que se interponen entre una fuente de energía y un trabajo mecánico que se realiza gracias a ella. Las máquinas están formadas por mecanismos que desarrollan funciones elementales. Por lo tanto, definiremos mecanismo como un dispositivo que transforma un movimiento y una fuerza (que se llaman de entrada) en otros distintos (de salida). MÁQUINA NGÍA Mecanismo Mecanismo Mecanismo MOVIMINTO Los mecanismos se clasifican en función de los movimientos de entrada y salida, en los grupos: * Mecanismos traslación-traslación * Mecanismos giro-giro * Mecanismos giro-traslación * Acoplamientos También se distingue un tipo de elementos denominados soportes cuya misión es mantener las piezas, fijas o con libertad de movimiento, en sus respectivas posiciones. Para representar mecanismos, al igual que en electricidad o en electrónica, se puede utilizar un esquema de construcción, dibujando los elementos por su aspecto real, o bien se usa un esquema simbólico, en que cada mecanismo se representa mediante un símbolo normalizado y la transmisión del movimiento se representa por líneas horizontales y verticales. squema simbólico: M squema de construcción:
2.- MCANISMOS TASLACIÓN-TASLACIÓN 2.1.- PALANCA Una palanca es una barra o un elemento alargado que gira alrededor de un punto de apoyo o fulcro. La fuerza que aplicamos se llama esfuerzo, y la fuerza que queremos vencer se llama carga. A la distancia entre el fulcro y el B B P punto de aplicación de ambas fuerzas se le suele llamar brazo (de palanca o resistente según el caso), y se cumple: B = B P Las palancas se clasifican por la posición relativa que tienen el esfuerzo y la resistencia respecto al fulcro, y tenemos los tres tipos siguientes: De primer orden o de Clase 1 De segundo orden o de Clase 2 De tercer orden o de Clase 3 3.- MCANISMOS GIO-GIO Transforman un giro aplicado a un elemento motriz en otro giro que obtenemos en el elemento conducido. La velocidad de giro se representa con la letra n y se mide en revoluciones por minuto (r.p.m.). A la relación entre velocidad de giro de entrada y velocidad de giro de salida se le llama relación de transmisión. Todos los mecanismos giro-giro cumplen la Ley de transmisión: n 1 x 1 = n 2 x 2 donde n es la velocidad de giro y x es la magnitud característica del elemento. l subíndice 1 corresponde al elemento motriz, y el subíndice 2 al conducido. 3.1.- UDAS OZANTS Son dos ruedas que se mantienen en contacto y ambas tienen una superficie antideslizante en su periferia. La magnitud característica es el diámetro (d) de las ruedas. s un mecanismo que puede patinar, por lo cual sólo se emplea como elemento de seguridad, para permitir que la rueda motriz pueda girar en el caso de que la rueda conducida se quede bloqueada.
3.2.- POLAS Y COA Una polea es una rueda cilíndrica con un canal en su periferia, y una correa es una cinta cerrada que transmite giro entre dos poleas por rozamiento. La magnitud característica es el diámetro (d) de las poleas. s un sistema similar al de ruedas rozantes, que permite salvar grandes distancias y evita la transmisión de vibraciones entre poleas. Su inconveniente es el inevitable resbalamiento de la correa. 3.3.- NGANAJ Un engranaje es el conjunto de dos ruedas dentadas cuyos dientes se empujan entre sí. Su representación simbólica sólo indica la base y el extremo de los dientes. n este caso, la magnitud característica es el número de dientes (z) de las ruedas dentadas. n los engranajes el único rozamiento que existe es el que haya entre las ruedas dentadas y su eje, el giro entre las ruedas se transmite sin ningún rozamiento; además, la relación de transmisión es exacta y no varía por resbalamientos. Por si fuera poco, la potencia que se puede transmitir es casi ilimitada, pues basta con utilizar ruedas dentadas de más grosor. Cuando hay que salvar una distancia grande, se interpone entre las ruedas motriz y conducida una tercera rueda que no influye en la transmisión, y que se llama piñón loco. 3.3.- PIÑONS Y CADNA Otra forma de salvar grandes distancias, además del piñón loco es enlazarlas mediante una cadena. l método tiene casi las mismas ventajas que el engranaje, salvo que sí existe rozamiento en los eslabones de la cadena. Normalmente hay que acoplar un tensor para evitar que la cadena se salga, sobre todo si ésta transmite mucha potencia o gira muy rápido. 3.4.- PIÑONS CÓNICOS o GUPO CÓNICO s un engranaje entre dos conos cuyos ejes forman ángulo recto. s un método que se usa para transmitir el giro entre ejes perpendiculares.
3.5.- TONILLO SINFÍN Y UDA DNTADA l sinfín es un tornillo cilíndrico que al girar una vuelta completa provoca el desplazamiento de un diente de la rueda. Las magnitudes características son el número de dientes del tornillo (z 1 = 1) y el de la rueda dentada (z 2 ). s un mecanismo que produce reducciones de velocidad muy elevadas, pero al contrario que los anteriores, es irreversible, es decir, nunca puede actuar la rueda dentada como elemento motriz. 3.6.- TNS D NGANAJS Cuando hay que conseguir relaciones de transmisión muy elevadas, se utilizan dos engranajes en los cuales la rueda conducida del primero está unida a la rueda motriz del segundo: Las dos ruedas Z 2 y Z 3 suelen estar construidas en una misma pieza; y así, combinando ruedas dobles, se pueden hacer cajas de reducción de valores elevadísimos (del orden de 1:1000). 4.- MCANISMOS GIO-TASLACIÓN stos mecanismos transforman un giro de velocidad de rotación n (r.p.m.)en un movimiento rectilíneo cuya velocidad lineal es v (m/s). n general, las ecuaciones que relacionan n y v no son sencillas, por lo que las evitaremos y sólo analizaremos la transmisión de movimientos. 4.1.- PIÑÓN Y CMALLA s un engranaje en el que una rueda se sustituye por una pieza lineal en cuya superficie se han tallado unos dientes. Al girar el piñón, la cremallera se desplaza a un lado o a otro y viceversa, es decir, es un mecanismo reversible.
4.2.- HUSILLO Y TUCA n la técnica mecánica, el término husillo significa tornillo cilíndrico con capacidad de girar. Cuando se le acopla una tuerca a la que se impide girar pero se le permite desplazarse, cada vuelta del tornillo provoca que la tuerca avance un diente. 4.3.- BILA-MANIVLA Con este mecanismo se transforma un giro en un movimiento lineal de vaivén. Consta de una pieza giratoria en forma de U llamada cigüeñal, una segunda llamada pistón que se desplaza linealmente por un camino fijo, y uniendo ambas una tercera pieza llamada biela, que adapta el giro del cigüeñal con el movimiento rectilíneo del pistón. 4.4.- LVA Y SGUIDO Una leva es un disco giratorio con un contorno definido sobre el cual se apoya un elemento llamado seguidor que se mueve siguiendo la forma de la leva. Los sistemas leva-seguidor se clasifican dependiendo del movimiento del seguidor, y tenemos seguidores de traslación y de oscilación. 5.- ACOPLAMINTOS Los acoplamientos son un caso especial de mecanismos en los que sólo se pretende conectar un elemento que se mueve con otro, sin variar la naturaleza del movimiento de entrada. Con los acoplamientos se consigue alargar un eje, desconectarle de un motor, permitir ligeros movimientos, evitar la rigidez de las transmisiones, etc. 5.1.- ACOPLAMINTO FIJO o D MANGUITO ste método consiste en hacer que dos ejes giren juntos uniéndolos mediante un tubo rígido llamado manguito, que en cada uno de sus extremos se une a cada uno de los ejes. Las formas de fijar el manguito a cada eje suelen ser mediante un tornillo prisionero o mediante una abrazadera.
5.2.- ACOPLAMINTO O JUNTA LÁSTICA s un método similar al anterior, con la única diferencia de que el elemento de unión es elástico para evitar vibraciones y permitir un ligero descentramiento de los ejes. 5.3.- JUNTA CADAN ste mecanismo se utiliza para variar la dirección del giro. stá formado por dos horquillas solidarias a los ejes de entrada y salida, y entre las dos hay una pieza llamada cruceta. Cuando el eje de entrada gira, arrastra a la cruceta y ésta a su vez arrastra al eje de salida. 5.4.- ACOPLAMINTO D FICCIÓN o MBAGU ste es un mecanismo de concepción muy simple, aunque puede tener un accionamiento muy complejo. n esencia, se basa en poder unir y separar cuando queramos un eje motriz con un eje conducido. Para ello, se unen dos piezas circulares o cónicas a cada uno de los ejes, de las cuales una se puede desplazar. Al juntar las dos piezas el rozamiento hace que giren juntas, y cuando se separan, el eje motriz sigue girando mientras el eje conducido puede incluso detenerse. 6.- SOPOTS Los elementos encargados de mantener las piezas en sus posiciones pero a la vez permitir su movimiento se llaman, en general, soportes. Dependiendo de la libertad de movimiento que tengan las piezas los soportes se diferencian en dos tipos, pasándose a llamar fijaciones o apoyos. 6.1.- FIJACIONS o SOPOTS FIJOS Suelen mantener máquinas completas fijas al suelo o mecanismos fijos a los bastidores de la máquina. Una fijación puede ser de uno de los cuatro tipos siguientes o una combinación de los mismos (la representación es muy esquemática, pero indica muy bien qué libertad de movimiento permite): mpotramiento Fijación deslizante Fijación giratoria ótula
6.2.- APOYOS o SOPOTS D JS GIATOIOS Los apoyos son elementos que permiten el giro de ejes en su interior, y sólo evitan que éstos se desplacen. Los dos tipos que existen están sujetos al bastidor, y pueden tener rozamiento con el eje (cojinetes) o tener elementos que ruedan, interpuestos con el fin de reducir la fricción (rodamientos): Cojinete odamiento